基于SPH-FEM的高瓦斯隧道掏槽孔延期时间优化

摘要

目前在高瓦斯隧道中，起爆时间通常按照0 ms、25 ms、50 ms、75 ms、100 ms进行设置，但该延期段数少于炮孔排数，使得部分辅助孔共用一个起爆延期且掏槽孔延期时间不足，导致爆破效果难以达到预期。为此，引入了现场可自由设置起爆延期的煤矿许用数码电子雷管，利用理论分析求得了掏槽区岩体完全剖出所需时间，并通过数值模拟对岩体运移规律进行了分析，确定了掏槽区最佳延期时间为40 ms。研究表明:掏槽区岩体运移情况可分为裂隙扩展、体积增大、岩体抛出三阶段;根据掏槽区最佳延期时间，确定了各排炮孔之间的最佳起爆时间分别为0 ms、40 ms、60 ms、80 ms、100 ms、120 ms。最后，在某高原瓦斯隧道开展了现场试验，爆破效果统计特征表明:当各排炮孔延期时间按照最佳起爆延期设置时，爆后半孔率在90%以上、线性平均超挖在20 cm以内，在保证爆破效果的同时满足施工要求，进一步验证了延期时间设置的合理性，为类似工程爆破提供了参考和借鉴。

关键词

高瓦斯隧道 / 延期时间 / 数值模拟 / 岩体运移情况 / 理论模型

基金资助

山东省博士后创新项目(SDCX-ZG-202400203); 青岛市博士后资助项目(QDBSH20230202074); 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室开放基金资助项目(2011DA105287-FW202203)